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CAD导航的焊接机器人之理论基础与实现方法

时间：2017-09-28 来源：机器人在线阅读：7849

2.2.4理论基础与实现方法

当前，在焊接机器人离线编程系统开发领域，国内外研究成果丰硕。归纳起来开发所用的主要方法和途径有以下四种。

1、基于程序语言和提供的机器人仿真软件创建离线编程系统

基于Windows平台，运用程序语言工具例如VB, VC++6.0以及C#等开发系统的用户界面，建立工业机器人位姿计算、正逆运动学求解和机器人离线编程等模块从而创建整个系统。该方法通过人机交互提前完成工作路径规划，确定了合适的插补点个数及插补方式，再进行位姿计算转化，最后导入既有的运动仿真软件(如FD on desk)生成机器人的可执行程序。这种方式己较多的应用于弧焊机器人的离线编程系统。其优点是简单实用，缺点是对既有的运动仿真软件依附较大。

2、基于OpenGL等图形造型内核的离线编程系统

OpenGL是三维图形程序的标准接口，一方面提供了丰富的图形创建和驱动函数，运用VC++对OpenGL内置函数的调用，可实现强大的三维造型功能及逼真的图形仿真功能，具有较好的模拟效果。另一方面，根据不同函数的接口还可以开发建立路径规划，自动编程等功能模块。由此基于OpenGL技术开发容易实现系统的集成，形成具有自主产权的离线编程系统，但是该方法开发难度大，投入的时间长，适用于有较强科研实力的专门机器人企业或者科研机构研发。

3、基于Matlab的离线仿真系统

Matlab软件的机器人工具箱是以机器人运动学理论为指导，依托Matlab语言封装相关函数对工业机器人进行建模，因此可灵活的调用函数进行机器人运动学求正逆解。Matlab函数的插值运算也为机器人直线插补、圆弧插补和关节插补的轨迹规划提供了便利。该方法常作为工业机器人离线仿真软件轨迹规划和运动仿真的补充验证。

4、基于常用三维造型软件的离线编程系统

当前主流的三维设计软件如Pro/E SolidWorks和UG等不仅具有强大的三维造型功能而且提供了丰富的二次开发函数(即API函数)，以供用户开发特定功能模块。利用该方法创建的离线编程系统，可以直接调用三维软件的建模功能、运动仿真功能和数据分析功能等，加载和修改各个功能模块方便灵活，相对于其他方法具有更大的优势。基于上述优点，本文选取该方法进行CAD导航的焊接机器人离线编程系统开发。